Материал: Занятие _9 -Расчет мощности тормозных позиций

Практическое занятие №9 «Расчет мощности тормозных позиций»

Актуальность. Для обеспечения безопасности роспуска составов и повышению его темпа, на спускной части горки и сортировочных путях оборудуют тормозные позиции, число и мощность которых зависят от высоты горки, ее профиля и принятых технологических режимов роспуска. Правильность расчета числа и мощности тормозных позиций, а также их места установки во многом определяет качество процесса расформирования (темп процесса, соблюдение условий эксплуатационной безопасности).

Ошибочные проектные решения по системам торможения на сортировочных горках приводят к возникновению нештатных ситуаций из-за ошибочного торможения отцепов с глубоко идущими последствиями. В этой связи задачу расчета мощности тормозных средств сортировочных горок следует считать актуальной.

Цель занятия: изучить методику расчета мощности тормозных позиций сортировочных горок.

Вопросы:

1. Формулировка задачи.

2. Методика определения мощности тормозных позиций на основе графоаналитического метода.

3. Подготовка исходных данных и расчет мощности тормозных позиций

1 Формулировка задачи

Расчетная мощность тормозных средств на каждой тормозной позиции должна обеспечивать безопасную и экономичную сортировку вагонов при реализации расчетной скорости роспуска. Различают:

Расчетная мощность тормозных позиций

ПОТРЕБНАЯ – соответствует параметрам распределения поглощаемой замедлителями удельной энергии движущегося вагона применительно к выбранным режимам регулирования скорости движения

НАЛИЧНАЯ – соответствует параметрам монтируемых в пути замедлителей

Потребная расчетная мощность тормозных средств на каждой тормозной позиции должна обеспечивать реализацию расчетной скорости роспуска составов, живучесть технологической системы регулирования скорости и безопасность сортировки вагонов.

Наличную мощность монтируемых в пути замедлителей устанавливают по справочным данным о выбранном типе замедлителей.

Наличная мощность тормозных позиций должна быть не менее потребной мощности.

Для практического занятия ставится задача – обоснование итоговой мощности тормозных позиций на спускной части сортировочной горки для приведенного варианта продольного профиля. Для этого необходимо:

1. Определить суммарную потребную мощность тормозных средств на спускной части горки.

2. Решить задачу перераспределения суммарной мощности тормозных средств спускной части горки между первой и второй позициями.

3. Определить наличную мощность каждой позиции в соответствии с заданным типом замедлителей, монтируемых на спускной части горки.

Расчет производится для разработанного при выполнении курсовой работы варианта продольного профиля и рассчитанной высоты сортировочной горки. Исходные данные для расчета принимаются по заданию на курсовую работу, а также в соответствии с положениями Правил и норм проектирования сортировочных устройств.

2 Методика определения мощности тормозных позиций на основе графоаналитического метода

Суммарная потребная мощность тормозных средств на спускной части горки (Н_тсч, м эн. в.) должна обеспечивать остановку ОХБ (четырехосный полувагон весом 100 тс) на последней тормозной позиции спускной части горки. При этом скатывание расчетного бегуна производится:

• по маршруту на легкий путь;

• при благоприятных условиях внешней среды;

• при максимальной скорости роспуска.

Для горок с двумя тормозными позициями на спускной части суммарная потребная мощность тормозных средств спускной части должна удовлетворять условию:

, (1)

где , – потребная расчетная мощность I ТП и II ТП, м эн. в.

На рисунке 1 с учетом изложенных положений представлено изменение энергетической высоты скатывания ОХБ на рассматриваемом участке. Согласно расчетной схеме (рисунок 1) составляется уравнение движения ОХБ:

, (2)

С учетом необходимого коэффициента запаса (K_у) расчетная формула для определения суммарной потребной мощности тормозных позиций спускной части горки (Н_тсч) принимает вид:

, (3)

где K_у – коэффициент увеличения потребной расчетной мощности тормозных средств на спускной части горки, учитывающий требования: интервального и прицельного торможения; безопасной сортировки вагонов при занятии участка между пучковой (I ТП) и парковой (II ТП) тормозными позициями; компенсации погрешностей регулирования скорости скатывания вагонов и обеспечения живучести технологической системы этого регулирования (при двух ТП в пределах спускной части горки величина K_у составляет 1,20 – 1,25, причем меньшую величину принимают для горок, сооружаемых в местностях с сухим климатом, где редки туманы при температуре, близкой к нулевой); H_Г – высота сортировочной горки по легкому пути, м; – энергетическая высота, соответствующая максимальной скорости роспуска с учетом погрешностей регулирования (v_o(max) = 2,5 м/с), м эн. в.; h_пр – разность отметок конца последней тормозной позиции на спускной части горки (II ТП) и расчетной точки легкого пути, м; h^ох_w,вг-т2 – энергетическая высота, эквивалентная суммарной работе всех сил сопротивления движению при проходе ОХБ (четырехосный полувагон весом 100 тс) от ВГ до конца последней тормозной позиции на спускной части горки (II ТП) легкого пути при благоприятных условиях скатывания (при плюсовой температуре и попутном ветре), м эн. в., определяемая по формуле:

, (4)

где w_o^ох – основное удельное сопротивление движению ОХБ (0,5 кгс/тс, согласно Правил и норм); l_вг-тп2 – расстояние от ВГ до нижнего конца II ТП, м; k^/ – количество i-х расчетных участков от ВГ до начала II ТП; n_ci , α^o_ki – соответственно число стрелочных переводов и сумма углов поворота на i-м расчетном участке (включая углы поворота в переводной кривой стрелочных переводов) при следовании по маршруту на легкий путь; v_i – средняя скорость движения вагонов на расчетных участках горки (согласно Правил и норм), м/с.

Выполняется расчет величины :

K_у – принимается 1,25;

H_Г – принимается по результатам расчета предыдущего занятия (в примере H_Г = 3,92 м эн. в.);

– выполняется расчета по аналогии с предыдущим занятием для ОХ-100 бегуна, масса отцепа =100 т, вагон не порожний;

– принимается по продольному профилю горловины (так как разбивка профиля пока не сделана можно принять значение 1,0 м эн. в. с последующим уточнением расчета);

– формула состоит из двух элементов:

– работы основного сопротивления ОХ бегуна (ранее в расчете принимали значение 1,75 кгс/тс, в данном случае 0,5 кгс/тс), длина l_вг-тп2 принимается как сумма 1 и 2 расчетного участка + длина ТП 2, но по легкому пути!!!);

– работы сопротивления от стрелок и кривых (уже посчитана при выборе расчетных путей горловины, но в данном случае принимаются значения для легкого пути).

Рисунок 1 – Расчетная схема изменения энергетической высоты скатывания ОХБ на рассматриваемом участке

(Рисунок рекомендуется занести в конспект с пояснениями методики расчета)

Суммарную потребную мощность тормозных позиций следует распределить между I ТП и II ТП так, чтобы обеспечить безопасность роспуска и наибольшую перерабатывающую способность сортировочной горки:

1) Минимальная потребная мощность I ТП h^/_т(min) должна обеспечивать такое торможение ОХБ, скатывающегося при благоприятных условиях на легкий путь, чтобы:

• выполнялись требования интервального регулирования скорости скатывания вагонов;

• скорость входа ОХБ на II ТП не превышала максимально допустимого значения для данного типа замедлителя.

С учетом изложенных положений на рисунке 2 представлена расчетная схема скатывания ОХБ на рассматриваемом участке, на основании которой составлено уравнение движения ОХБ в энергетических высотах:

, (5)

где – определяют по формуле (4), но при условии прохода ОХБ от ВГ до начала II ТП, т. е. на расстояние (а не l_вг-т2); – энергетическая высота (м эн. в.), эквивалентная максимально допустимой скорости входа вагонов на замедлитель v_max (определяется для конкретного типа замедлителя по данным таблицы 1); h_пр – разность отметок начала II ТП и РТ легкого пути, м.

Выполняется расчет величины h^/_т(min):

H_Г , – принимаются из предыдущего расчета;

– принимается по продольному профилю горловины (так как разбивка профиля пока не сделана в данном случае можно принять значение 1,3 м эн. в. с последующим уточнением расчета);

– в отличии от предыдущего расчета в данном случае учитываются только расчетные участки 1 и 2;

– таблица для определения величины v_max приведена ниже (например, для замедлителя ВЗПГ-5 v_max = 8 м/с).

Рисунок 2 – Расчетная схема изменения энергетической высоты скатывания ОХБ на рассматриваемом участке

(Рисунок рекомендуется занести в конспект с пояснениями методики расчета)

2) Потребная мощность II ТП должна обеспечивать остановку ОХБ, вступившего на нее с максимально допустимой скоростью v_max.

С учетом изложенных положений на рисунке 3 представлена расчетная схема скатывания ОХБ на рассматриваемом участке.

Рисунок 3 – Расчетная схема изменения энергетической высоты скатывания ОХБ на рассматриваемом участке

(Рисунок рекомендуется занести в конспект с пояснениями методики расчета)

В соответствии с рисунком 3 составляется уравнение движения ОХБ на рассматриваемом участке в энергетических высотах:

, (6)

где – работа сил основного сопротивления в пределах участка размещения II ТП, м эн. в.; h_пр – разность отметок начала и конца участка для размещения II ТП, м.

В результате расчетная потребная мощность II ТП будет определена по формуле:

, (7)

где l_т2 и i_т2 – соответственно длина и крутизна уклона II ТП.

Выполняется расчет величины h^//_т(min):

– все параметры определялись ранее, принимается i_т2 = 7,0 ‰.

Таблица 1 – Эксплуатационно-технические характеристики балочных замедлителей РФ